Fonction et régulation de la protéine ICAP-1alpha dans la ...

tel-00435843, version 1 - 24 Nov 2009
pour fournir de l’énergie aux protéines G monomériques impliquées dans la signalisation
cellulaire et le trafic vésiculaire comme la dynamine, et les GTPases RhoA, Rac1 et Cdc42.
Ce sont des protéines multifonctionnelles impliquées dans une grande variété de fonctions
cellulaires comme la prolifération cellulaire, la différenciation, l’apoptose, le développement,
l’endocytose de récepteurs et la régulation de la transcription (Rosengard, Krutzsch et al.
1989; Postel, Berberich et al. 1993; Caligo, Cipollini et al. 1995; Gervasi, D'Agnano et al.
1996; Willems, Van Bockstaele et al. 1998; Lombardi, Lacombe et al. 2000; Otero 2000;
Amendola, Martinez et al. 2001; Palacios, Schweitzer et al. 2002). L’identification par
criblage double-hybride de l’isoforme Nm23-H2 comme partenaire potentiel d’ICAP-1α
établit une connexion entre cette protéine suppressive de métastases et l’adhérence
dépendante des intégrines (Fournier, Dupe-Manet et al. 2002). ICAP-1α et Nm23-H2
colocalisent avec l’intégrine β1 dans les ruffles membranaires lors des étapes précoces de
l’étalement cellulaire sur une matrice de fibronectine.
La fonction biologique du complexe ICAP-1α/Nm23-H2 est encore inconnue. ICAP-1α
pourrait être requis pour la localisation de Nm23-H2 à la membrane plasmique au niveau des
sites d’adhérence en début d’étalement. D’autre part, le complexe ICAP-1α/Nm23-H2
pourrait moduler la signalisation induite par les protéines G Rho (Fournier, Albiges-Rizo et al.
2003). Les protéines Nm23 étant impliquées dans l’endocytose de récepteurs, il est aussi
probable que le complexe Nm23-H2/ICAP-1α participe au trafic vésiculaire des intégrines.
Enfin, ICAP-1α et Nm23-H2 étant des navettes nucléo-cytoplasmiques, ces deux protéines
pourraient réguler l’expression génique.
IV.5.3. Rac1 et Cdc42
L’activité de protéines G est régulée par la combinaison de facteurs d’échange du GDP en
GTP qui les activent, de protéines GAPs (GTPase Activating Proteins) stimulatrices de
l’activité GTPasique intrinsèque qui les inhibent et enfin, de protéines GDIs (GDP
Dissociation Inhibitors) qui séquestrent les protéines G dans le cytoplasme et empêchent la
libération du GDP (Leonard, Hart et al. 1992). L’activation d’une GTPase nécessite
l’intervention de GEF (Guanine nucleotide Exchange Factor) et l’inhibition simultanée de
GDI et/ou de GAP.
Une interaction a été mise en évidence par chromatographie d’affinité entre ICAP-1α et les
protéines G Rac1 et Cdc42 (Degani, Balzac et al. 2002). L’expression de la protéine ICAP-1α
bloque l’activation de Rac1 et de Cdc42 lors de l’étalement cellulaire et empêche le
recrutement de Cdc42 à la membrane. Un mutant constitutivement actif de Cdc42
(V12Cdc42) lève l’inhibition de l’étalement cellulaire induit par ICAP-1α suggérant que cette
GTPase se trouve en aval d’ICAP-1 α. Enfin, la présence d’ICAP-1α réduit la dissociation du
GDP de Cdc42 induite par des facteurs d’échange.
Ainsi, ICAP-1α agirait comme une protéine GDI régulant l’activité de Cdc42 durant
l’étalement cellulaire. Cette fonction n’a pas pu être établi pour Rac1 et l’inhibition de celle-ci
pourrait être indirecte. ICAP-1α ne semble pas interagir avec la protéine G RhoA et n’a aucun
effet sur son activité.
Le rôle biologique de l’interaction d’ICAP-1α avec Rac1 et Cdc42 n’a pas encore été établi.
Cependant, sa fonction Cdc42-GDI pourrait expliquer le phénotype adhésif induit par la
surexpression d’ICAP-1α. L’activité GDI d’ICAP-1α ne s’appuie pas sur des données
structurales solides. La séquence et la conformation d’ICAP-1α sont relativement éloignées
des Rho GDI classiques. En effet, tandis que les Rho GDI possèdent classiquement un
domaine immunoglobuline, ICAP-1α se replie en un domaine PTB. De plus ces résultats
n’ont pas pu être reproduits par d’autres laboratoires et sont actuellement controversés.
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